RU2284312C1 - Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода - Google Patents

Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода Download PDF

Info

Publication number
RU2284312C1
RU2284312C1 RU2005115667/04A RU2005115667A RU2284312C1 RU 2284312 C1 RU2284312 C1 RU 2284312C1 RU 2005115667/04 A RU2005115667/04 A RU 2005115667/04A RU 2005115667 A RU2005115667 A RU 2005115667A RU 2284312 C1 RU2284312 C1 RU 2284312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zsm
gas
synthesis gas
reaction zone
zeolite
Prior art date
Application number
RU2005115667/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Владислав Михайлович Мысов (RU)
Владислав Михайлович Мысов
Казимира Гавриловна Ионе (RU)
Казимира Гавриловна Ионе
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Сибирская Технологическая Компания "Цеосит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Сибирская Технологическая Компания "Цеосит" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Сибирская Технологическая Компания "Цеосит"
Priority to RU2005115667/04A priority Critical patent/RU2284312C1/ru
Priority to PCT/RU2006/000235 priority patent/WO2006126913A2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2284312C1 publication Critical patent/RU2284312C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19Catalysts containing parts with different compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30Tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • B01J29/48Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/78Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J29/7815Zeolite Beta
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/82Phosphates
    • B01J29/84Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • B01J29/85Silicoaluminophosphates [SAPO compounds]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/33Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
    • C10G2/334Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing molecular sieve catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/20After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements in the catalyst composition comprising the molecular sieve, but not specially in or on the molecular sieve itself

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Использование: нефтехимия. Сущность: синтез-газ, содержащий Н2, СО и СО2, контактируют в первой реакционной зоне с бифункциональным катализатором, состоящим из металлоксидного компонента состава, мас.%: ZnO - 65-70, Cr2О3 - 29-34, W2O5 - не более 1 и кислотного компонента, состоящего из цеолита со структурой ZSM-5 или ZSM-11, цеолита типа бета или кристаллического силикоалюмофосфата со структурой SAPO-5, при мольном отношении SiO2/Al2O3 не более 200, а во второй реакционной зоне используют монофункциональный кислотный катализатор, содержащий цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, имеющий мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200. Технический результат: повышение селективности по С5+ углеводородам и увеличение выхода С5+ углеводородов на поданный синтез-газ. 6 з.п. ф-лы., 2 табл.

Description

Изобретение относится к органической химии, а именно, к способам получения углеводородов и, в частности, к получению С5+ углеводородов каталитической конверсией смеси СО, Н2 и CO2 (далее именуемой синтез-газом). Получаемые при этом жидкие углеводородные фракции могут быть использованы в качестве автобензинов с низким содержанием бензола.
Известен способ получения С5+ углеводородов из газа, содержащего H2 и СО, путем контактирования газа при температуре 220-400°С, давлении 10-100 атм, объемной скорости подачи исходного синтез-газа 100-5000 ч-1 и мольном отношении Н2/СО, равном 1-3, с катализатором, содержащим смесь железосодержащего катализатора синтеза Фишера-Тропша в окисленной или восстановленной форме, промотированного оксидами алюминия, кремния, щелочных или щелочно-земельных металлов, и кислотного компонента (патент №2204546 РФ, кл. С 07 С 1/04, 2003 [1]). Согласно данному способу получаемые жидкие углеводородные смеси имеют повышенное содержание изо-парафинов и олефинов, а также умеренное (не более 35% мас.) содержание ароматических углеводородов.
Известен также способ одностадийной конверсии синтез-газа, имеющего мольное отношение H2/CO>1,9, в углеводороды, кипящие в интервале бензиновой и дизельной фракций, на смешанном трифункциональном катализаторе, состоящим из катализатора синтеза Фишера-Тропша (железосодержащий, промотированный оксидами алюминия, кремния, щелочных и щелочно-земельных металлов или кобальтовый), катализатора конверсии метанола в углеводороды (цеолит типа ZSM-5 или силикалит с содержанием SiO2>99%) и катализатора синтеза метанола (на основе оксидов меди и цинка) (патент №5344849 США, кл. С 07 С 1/04, 1994 [2]). Использование данного катализатора в приведенных в способе [2] условиях (давление 7-70 атм, температура 200-400°С) позволяет из синтез-газа, имеющего мольное отношение Н2/СО>1,9, получить углеводородные смеси, кипящие в интервале бензиновой и дизельной фракций, состоящие, главным образом, из парафиновых и олефиновых углеводородов и содержащие ароматические углеводороды в пределах 9-20% мас.
Основными общими недостатками способов [1] и [2] являются высокое содержание олефинов (до 16% мас. [2] и более [1]) и н-парафинов (18-24% мас. [2] и более [1]) в С5+ углеводородах при сравнительно низком содержании в них ароматических углеводородов (до 20% мас. [2] и не более 35% мас. [1]). В обоих способах целевыми продуктами являются низкооктановый бензин (до 90% мас. в С5+) с ОЧ 66-77 ИМ [2] и до 80-82 ИМ [1] и дизельная фракция углеводородов (от 10% мас. [2] и выше [1]), которая только после дополнительной стадии гидрирования олефинов может быть использована как высокоцетановое дизельное топливо.
Известен способ получения углеводородных бензиновых фракций из газа, содержащего Н2 и CO2 или Н2, CO2 и СО, путем контактирования газа при температуре 320-440°С, давлении 40-100 атм и объемном отношении Н2/(СО+CO2), равном 1-3, с катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 или ZSM-11 и металлоксидный компонент, включающий оксиды цинка, меди и/или хрома (патент №2089533 РФ, кл. С 07 С 1/12, С 10 G 2/00, 1997 [3]). Согласно данному способу целевыми продуктами превращения смеси Н2, CO2 (и в отдельных примерах СО) являются жидкие бензиновые фракции углеводородов с высоким (от 40 до 84 мас.%) содержанием ароматических углеводородов. Основными недостатками способа [3] являются низкие выходы (40-120 г/нм3 синтез-газа) и производительность процесса по бензиновой фракции (20-125 г/л кат-ра/ч), а также дополнительный расход дорогостоящего водорода на восстановление СО2 до СО.
Близким к изобретению является способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, содержащего Н2, СО и CO2 и имеющего объемное отношение Н2/(СО+CO2), равное 1-3, путем контактирования газа при температуре 320-440°С, давлении 40-100 атм с катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5 и металлоксидный компонент (патент №2175960 РФ, кл. С 07 С 1/04, 2001, [4]). В данном способе используют циркуляцию газового потока после реактора с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равным 0,1-1000, а процесс проводят при объемной скорости подачи исходного синтез-газа 200-5000 ч-1, объемных отношениях в исходном синтез-газе СО/CO2 больше 4 и Н2/CO2 больше 11. Согласно данному способу жидкими продуктами превращения синтез-газа являются бензиновая фракция (С510углеводороды) и вода, содержащая метанол от 1 до 10% мас.
В данном способе [4] имеются недостатки:
1) сравнительно низкое содержание ароматических углеводородов в С5+ углеводородах, не превышающее 30% мас., что затрудняет получение товарных автобензинов с 04 более 90 ИМ;
2) высокое остаточное содержание метанола в воде - от 1 до 10% мас.
В предлагаемом изобретении по сравнению с ближайшим аналогом [4] отмечено повышение селективности по ароматическим углеводородам (до 45-50% мас. и более) и снижение метанола в воде до концентрации менее 1% мас.
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ получения моторных топлив путем каталитической конверсии смеси Н2 и СО или смеси СО, На и СО2 при повышенных температурах и давлении в две стадии (патент №2143417 РФ, кл. С 07 С 1/04, 1999 [5]). Согласно выбранному прототипу на первой стадии исходное сырье контактирует с катализатором, состоящим из цеолита типа ZSM-5 и металлоксидного компонента, содержащего (мас.%) CuO - 38-64, ZnO - 24-34, Cr2O3 - 0-22, Al2О3 - 6-9, смешанных в массовом соотношении 20-50/80-50, газовый поток после реактора первой стадии без разделения направляют на вторую стадию, где при контакте с катализатором, состоящим из цеолита типа ZSM-5 и металлоксидного копонента, содержащего (мас.%) ZnO - 65-70, Cr2O3 - 29-34, W2O3 - 1, смешанных в соотношении 30-99/70-1, происходит превращение диметилового эфира и компонентов синтез-газа в бензиновую фракцию, газообразные углеводороды и водную фракцию.
Основным недостатком представленного прототипа является низкая селективность по С5+ углеводородам (63-74% мас.) и невысокий выход С5+ углеводородов на поданный синтез-газ (114-137 г/нм3).
Задачей настоящего изобретения является повышение селективности по С5+ углеводородам и увеличение выхода C5+ углеводородов на поданный синтез-газ.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, содержащего Из, СО и СО2, путем последовательного контактирования газа по меньшей мере в двух реакционных зонах при повышенных температурах и давлении с бифункциональным катализатором в первой реакционной зоне, состоящим из кислотного и металлоксидного компонентов, используют металлоксидный компонент, содержащий оксиды металлов состава, мас.%: ZnO - 65-70, Cr2О3 - 29-34, W2O5 - не более 1 и в качестве кислотного компонента бифункционального катализатора используют цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, цеолит типа бета или кристаллический силикоалюмофосфат со структурой SAPO-5, а во второй реакционной зоне используют монофункциональный кислотный катализатор, содержащий цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11.
Задача решается также тем, что кислотный компонент бифункционального катализатора имеет мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200.
Задача решается также тем, что что цеолит монофункционального кислотного катализатора имеет мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200.
Задача решается также тем, что контактирование газа в первой реакционной зоне проводят при давлении 40-100 атм и температуре 340-420°С.
Задача решается также тем, что контактирование газа во второй реакционной зоне проводят при давлении 40-100 атм и температуре 320-460°С.
Задача решается также тем, что процесс проводят при объемной скорости подачи исходного синтез-газа 200-5000 ч-1 и объемных отношениях в исходном синтез-газе Н2/(СО+CO2)=1-3, СО/CO2>2 и Н2/CO2>6.
Задача решается также тем, что процесс проводят при циркуляции газового потока с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равным 1-1000.
Отличительными признаками изобретения являются:
1) в первой реакционной зоне используют металлоксидный компонент бифункционального катализатора, содержащий, мас.%: ZnO - 65-70, Cr2O3 - 29-34, W2O5 - не более 1;
2) в качестве кислотного компонента бифункционального катализатора используют цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, цеолит типа бета или кристаллический силикоалюмофосфат со структурой SAPO-5, имеющие мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200;
3) во второй реакционной зоне применяют монофункциональный кислотный катализатор, содержащий цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, имеющий мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200;
4) контактирование газа в первой реакционной зоне проводят при давлении 40-100 атм и температуре 340-420°С;
5) контактирование газа во второй реакционной зоне проводят при давлении 40-100 атм и температуре 320-460°С;
6) процесс проводят при объемной скорости подачи исходного синтез-газа 200-5000 ч-1, имеющего объемные отношения Н2/(СО+CO2), равные 1-3, СО/CO2>2 и Н2/CO2>6;
7) процесс проводят при циркуляции газового потока с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равным 1-1000.
Выбор катализатора для конверсии синтез-газа в углеводородные продукты основан на том, что в диапазоне температур 340-420°С комбинация металлоксидного катализатора синтеза метанола и кислотного компонента позволяет снять термодинамическое ограничение реакции синтеза метанола за счет реакций образования ароматических углеводородов и изо-парафинов. Поэтому, в настоящем изобретении для получения бензиновой фракции углеводородов использованы бифункциональные катализаторы в состав которых включены оксиды Zn, Cr и W, превращающие синтез-газ в метанол при температурах 340-420°С, а в качестве кислотного компонента бифункциональных катализаторов применены высококремнеземистые цеолиты со структурой ZSM-5 или ZSM-11, цеолит типа бета или кристаллический силикоалюмофосфат со структурой SAPO-5.
Во время длительного пробега происходит постепенное закоксование кислотного компонента бифункционального катализатора, сопровождаемое снижением селективности по ароматическим углеводородам и ростом содержания метанола в продуктах реакции. Снижение уровня ароматики в бензиновой фракции углеводородов ниже определенного минимального предела может привести к ухудшению антидетонационных свойств товарного бензина. Повышение содержания метанола в продуктах реакции создает дополнительные проблемы по его удалению из образующейся в процессе синтеза воды, а также приводит к увеличению расхода исходного синтез-газа. В настоящем изобретении с целью стабилизации показателей процесса используют для контактирования газа во второй реакционной зоне монофункциональный кислотный катализатор, позволяющий предотвратить «проскок» метанола и сохранить селективность по ароматическим углеводородам на уровне, достаточном для поддержания высокого октанового числа полученного бензина.
Выбор условий проведения процесса синтеза бензиновой фракции из газа, содержащего Н2, СО и CO2, обусловлен следующими факторами. Повышенное давление необходимо для более глубокого превращения синтез-газа. Нижняя граница температурного интервала работы бифункционального катализатора (340°С) определена по минимальной активности катализатора, превышение верхнего предела температуры (420°С) приводит к снижению срока службы металлоксидного компонента бифункционального катализатора. Контактирование газа с монофункциональным кислотным катализатором во второй реакционной зоне в зависимости от величины «проскока» метанола и длительности работы кислотного катализатора проводят при температуре от 320 до 460°С. Объемная скорость подачи исходного синтез-газа определяется активностью используемого бифункционального катализатора при фиксированном давлении и температуре. Соотношение между Н2 и СО, а также между СО и CO2, определяется стехиометрией протекания химических реакций синтеза углеводородов. Исходя из теоретических предпосылок эксперименты проводились в условиях, достаточно близких к стехиометрическому соотношению между "С", "О" и "Н" и поэтому благоприятных для синтеза метанола и его конверсии в углеводороды С510. Ранее нами было показано [3], что при высоких концентрациях CO2 в синтез-газе (выше 10% об.) снижается выход бензиновой фракции углеводородов и производительность бифункционального катализатора. Поэтому в предлагаемом способе было введены нижние, пределы содержания CO2 в синтез-газе в виде объемных отношений СО/СО2>2 и Н2/CO2>6.
Важная роль в достижении высокой селективности и производительности процесса по С5+ углеводородам принадлежит циркуляции газового потока после сепарации жидких продуктов. Во-первых, постоянное удаление воды и жидких углеводородов из контактирующего газа в значительной степени подавляет реакцию образования малоактивного диоксида углерода и снижает скорость протекания реакций крекинга C5+ углеводородов. Во-вторых, высокие линейные скорости циркулирующего газового потока в сочетании с постоянным уносом избыточного тепла из зоны катализа положительно влияют на распределение температуры в реакторе, улучшают протекание процессов теплопередачи и массообмена. Циркуляция газового потока с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу (кратность циркуляции) может быть равна от 1 до 1000, но лучше иметь значение кратности циркуляции в пределах 5-400.
Пример 1 (по прототипу). Синтез-газ состава (об.%): H2 - 68, СО - 29 и CO2 - 3 поступает на установку с объемной скоростью 2300 ч-1 (в расчете на суммарный объем катализаторов 1-й и 2-й стадии), смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор синтеза диметилового эфира (ДМЭ) и полученная газовая смесь контактирует с катализатором, состоящим из цеолита типа ZSM-5 и металлоксидного компонента, содержащего (мас.%) CuO - 62, ZnO - 30, Al2O3 - 8, смешанных в массовом соотношении 35/65, при температуре 300°С и давлении 80 атм. В реакторе оксиды углерода и водород превращаются в ДМЭ с селективностью, превышающей 90%. Газовый поток после реактора синтеза ДМЭ без выделения продуктов направляют на вторую стадию, где при контакте с катализатором, состоящим из цеолита типа ZSM-5 и металлоксидного компонента, содержащего (мас.%) ZnO - 67, Cr2O3 - 32, W2O5 - 1, смешанных в массовом соотношении 30/70, при температуре 400°С и давлении 80 атм происходит превращение ДМЭ, оксидов углерода и водорода в бензиновую фракцию, газообразные углеводороды и водную фракцию (более 98 мас.% Н2O). Конверсия ДМЭ более 99%; суммарное превращение компонентов синтез-газа ("вход - выход" из установки) составляет не менее 90%. Газовый поток после реактора второй стадии охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты - сконденсировавшиеся углеводороды, воду и метанол - от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и углеводороды С34. Для предотвращения накопления легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводится из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивается с синтез-газом и поступает в реактор синтеза ДМЭ. Условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.
Промышленная применимость изобретения иллюстрируется примерами 2-15.
Пример 2. Синтез-газ поступает на установку с объемной скоростью 820 ч-1 (в расчете на суммарный объем катализаторов), смешивается с циркуляционным газом перед входом в реактор синтеза углеводородов и полученная газовая смесь контактирует в 1-й реакционной зоне с бифункциональным катализатором, состоящим из цеолита типа ZSM-5 и металлоксидного компонента при температуре 400°С и давлении 80 атм. Газовый поток после контактирования с бифункциональным катализатором без выделения продуктов направляют во 2-ю реакционную зону, где при контакте с монофункциональным катализатором, содержащим цеолит типа ZSM-5, при температуре 400°С и давлении 80 атм происходит дополнительное превращение углеводородов, метанола и ДМЭ с образованием высокооктанового бензина (С5+), С14 углеводородов и воды. Газовый поток после контактирования охлаждают и в сепараторе отделяют жидкие продукты от газовой фазы. Жидкие продукты последовательно разделяют на бензиновую фракцию, метанольную воду и растворенные в них CO2 и углеводороды С34. Для предотвращения накопления метана и легких углеводородов часть газового потока после сепаратора постоянно выводится из циркуляционного контура, а основной газовый поток смешивается с исходным синтез-газом и поступает в реактор синтеза углеводородов. Объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1. Мольные отношения SiO2/Al2О3 в кислотном компоненте бифункционального катализатора и в цеолите монофункционального катализатора представлены в таблице 2.
Примеры 3-10. Аналогичны примеру 2. Объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опытов показаны в таблице 1.
Пример 11. Аналогичен примеру 2. Отличается тем, что в качестве бифункционального катализатора используют композицию, состоящую из цеолита типа ZSM-11 и металлоксидного компонента. Объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.
Пример 12. Аналогичен примеру 2. Отличается тем, что в качестве монофункционального катализатора используют цеолит типа ZSM-11. Объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.
Пример 13. Аналогичен примеру 2. Отличается тем, что в качестве бифункционального катализатора используют композицию, состоящую из цеолита типа бета и металлоксидного компонента. Объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опыта показаны в таблице 1.
Примеры 14-15. Аналогичны примеру 2. Отличаются тем, что в качестве бифункционального катализатора используют композицию, состоящую из кристаллического силикоалюмофосфата со структурой SAPO-5 и металлоксидного компонента. Объемные соотношения компонентов в исходном синтез-газе, условия проведения и основные показатели опытов показаны в таблице 1.
Как видно из представленных в таблице 1 результатов, предлагаемый способ позволяет получить C5+ углеводороды с содержанием 20-60% мас. ароматики и имеет преимущества по сравнению с прототипом:
1) селективность образования С5+ углеводородов выше в среднем на 10-11%;
2) выход С5+ углеводородов в расчете на исходный синтез-газ в 1,1-1,2 раза выше.
Таблица 1.
Сравнение параметров и показателей процессов превращения синтез-газа по прототипу и заявляемому способу
Условия опыта и основные показатели 1 2 3 4 5
прототип заявляемый способ
Кат-р в 1-й реакционной зоне Cu-Zn-(Cr)-Al+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5
Кат-р во,2-й реакционной зоне Zn-Cr+ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5
Кратность циркуляции 100 120 80 60
Давление, атм 80 80 80 80 80
Температура в 1-й реакционной зоне, °С 300 400 380 380 400
Температура во 2-й реакционной зоне, °С 400 400 380 400 420
Об. скорость исх. синтез-газа (в расчете на Σ кат.), ч-1 2300 820 440 740 650
Н2/(СО+СО2) 2,1 1,8 2,0 2,1 2,1
Н2/CO2 22,7 59,1 95,4 225,7 8,6
CO/CO2 9,7 30,8 46,4 106,7 3,1
Конверсия СО, % мас. 94 (СО+СО2) 92 >99 95 90
Конверсия СО2, % мас. - - - 83
Селект-сть по С5+, % мас. 73,9 81,4 82,1 80,5 79,6
Выход С5+ на поданный СГ, г/нм3 137 160 165 155 139
Содержание АУ в С5+, % мас. 59,1 51,3 41,5 46,7
Содер. Бензола в С5+, % мас. 0,2 0,3 0,3 0,3
Содержание СН2ОН+ДМЭ в воде, % мас. менее 2 следы следы следы следы
Таблица 1. (продолжение)
Условия опыта и основные показатели ПРИМЕРЫ
6 7 8 9 10
Кат-р в 1-й реакционной зоне Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+ZSM-5
Кат-р во 2-й реакционной зоне ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5
Кратность циркуляции 150 150 150 150 300
Давление, атм 100 80 60 60 80
Температура в 1-й реакционной зоне,°с 420 400 360 420 400
Температура во 2-й реакционной зоне,°С 420 420 380 440 420
Об. скорость исх. синтез-газа (в расчете на Σ кат.), ч-1 2300 1600 570 780 790
H2/(CO+CO2) 1,9 1,9 1,9 1,9 2,2
Н2/СО2, 660 660 660 660 10,5
CO/CO2 339 339 339 339 3,7
Конверсия СО, % мас. 96 95 87 90 90
Конверсия CO2, % мас. - - - - 81
Селект-сть по C5+, % мас. 82,3 81,8 80,1 78,5 83,4
Выход С5+ на поданный СГ, г/нм3 166 147 130 134 132
Содержание АУ в C5+, % мас. 45,7 47,1 34,2 55,1 43,6
Содер. бензола в C5+, % мас. 0,4 0,3 0,2 0,5 0,4
Содержание. СН2ОН+ДМЭ в воде, % мас. следы следы следы следы следы
Таблица 1. (продолжение)
Условия опыта и основные показатели ПРИМЕРЫ
11 12 13 14 15
Кат-р в 1-й реакционной зоне Zn-Cr+ZSM-11 Zn-Cr+ZSM-5 Zn-Cr+Бета Zn-Cr+SAPO-5 Zn-Cr+SAPO-5
Кат-р во 2-й реакционной зоне ZSM-5 ZSM-11 ZSM-5 ZSM-5 ZSM-5
Кратность циркуляции 150 150 400 400 400
Давление, атм 40 60 80 80 80
Температура в 1-й реакционной зоне, °С 360 340 400 420 400
Температура во 2-й реакционной зоне, °С: 360 340 420 460 440
Об. скорость исх. синтез-газа (в расчете на Σ кат.), ч-1 930 870 1200 2000 1500
Н2/(СО+СО2) 1,9 1,9 2.0 2.0 2.0
Н2/СО2 660 660 >1000 >1000 >1000
CO/CO2 339 339 >500 >500 >500
Конверсия СО, % мас. 89 89 84 86 80
Конверсия CO2, % мас. - - - - -
Селект-сть по С5+, % мас. 70,3 70,9 68.7 75.3 71.9
Выход С5+ на поданный СГ, г/нм3 120 122 97 130 126
Содержание АУ в С5+, % мас. 20,6 18,2 26.5 45.6 44.2
Содер. бензола в С5+, % мас. 0,1 0,1 0.1 0.8 0.7
Содержание СН2ОН+ДМЭ в воде, % мас. следы следы Следы менее 1 менее 1
Таблица 2.
Мольные отношения SiO2/Al2O3 используемых цеолитов и кристаллического силикоалюмофосфата
Кислотный компонент Мольное отношение SiO2/Al2O3
примеры 2-5 примеры 6-10 пример 11 пример 12 Пример 13 примеры 14-15
бифункционального катализатора 70 27 52 27 75 <1
монофункционального катализатора 70 70 70 52 70 70

Claims (7)

1. Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, содержащего Н2, СО и СО2, путем последовательного контактирования газа по меньшей мере в двух реакционных зонах при повышенных температурах и давлении с бифункциональным катализатором в первой реакционной зоне, состоящим из кислотного и металлоксидного компонентов, отличающийся тем, что металлоксидный компонент бифункционального катализатора содержит оксиды металлов состава, мас.%: ZnO - 65-70; Cr2O3 - 29-34; W2O5 - не более 1, и в качестве кислотного компонента бифункционального катализатора используют цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, цеолит типа бета или кристаллический силикоалюмофосфат со структурой SAPO-5, а во второй реакционной зоне используют монофункциональный кислотный катализатор, содержащий цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислотный компонент бифункционального катализатора имеет мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что цеолит монофункционального кислотного катализатора имеет мольное отношение SiO2/Al2O3 не более 200.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактирование газа в первой реакционной зоне проводят при давлении 40-100 атм и температуре 340-420°С.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактирование газа во второй реакционной зоне проводят при давлении 40-100 атм и температуре 320-460°С.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при объемной скорости подачи исходного синтез-газа 200-5000 ч-1 и объемных отношениях в исходном синтез-газе Н2/(СО+CO2)=1-3, СО/CO2>2 и Н2/CO2>6.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при циркуляции газового потока с объемным отношением количества циркулирующего газа к исходному синтез-газу, равным 1-1000.
RU2005115667/04A 2005-05-23 2005-05-23 Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода RU2284312C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115667/04A RU2284312C1 (ru) 2005-05-23 2005-05-23 Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода
PCT/RU2006/000235 WO2006126913A2 (en) 2005-05-23 2006-05-11 Method for producing hydrocarbons from carbon oxides and hydrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115667/04A RU2284312C1 (ru) 2005-05-23 2005-05-23 Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2284312C1 true RU2284312C1 (ru) 2006-09-27

Family

ID=37436480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005115667/04A RU2284312C1 (ru) 2005-05-23 2005-05-23 Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2284312C1 (ru)
WO (1) WO2006126913A2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510388C2 (ru) * 2012-05-23 2014-03-27 Закрытое акционерное общество "Эпитек" Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода (варианты)
RU2543482C2 (ru) * 2009-06-26 2015-03-10 Хальдор Топсеэ А/С Способ получения углеводородов из синтез-газа
CN109701596A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 中国石油化工股份有限公司 催化剂体系
CN109701601A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 中国石油化工股份有限公司 组合催化剂体系及其用途

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442767C1 (ru) * 2010-08-11 2012-02-20 Учреждение Российской Академии наук Ордена Трудового Касного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) Способ получения экологически чистого высокооктанового бензина
AR110362A1 (es) * 2016-12-22 2019-03-20 Dow Global Technologies Llc Proceso para convertir gas de síntesis en olefinas usando un catalizador bifuncional de óxido de cromozinc - sapo-34

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5344849A (en) * 1990-10-31 1994-09-06 Canada Chemical Corporation Catalytic process for the production of hydrocarbons
RU2089533C1 (ru) * 1994-07-04 1997-09-10 Конструкторско-технологический институт каталитических и адсорбционных процессов на цеолитах "Цеосит" СО РАН Способ получения углеводородов бензиновых фракций
RU2143417C1 (ru) * 1998-07-27 1999-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения моторных топлив из углеродсодержащего сырья
RU2175960C2 (ru) * 2000-03-03 2001-11-20 Научно-инженерный центр "Цеосит" Объединенного института катализа СО РАН Способ получения углеводородных бензиновых фракций

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2543482C2 (ru) * 2009-06-26 2015-03-10 Хальдор Топсеэ А/С Способ получения углеводородов из синтез-газа
RU2510388C2 (ru) * 2012-05-23 2014-03-27 Закрытое акционерное общество "Эпитек" Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода (варианты)
CN109701596A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 中国石油化工股份有限公司 催化剂体系
CN109701601A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 中国石油化工股份有限公司 组合催化剂体系及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006126913A8 (fr) 2008-03-20
WO2006126913A2 (en) 2006-11-30
WO2006126913A3 (en) 2007-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8476479B2 (en) Method of treating biomass, fuel for fuel cell, gasoline, diesel fuel, liquefied petroleum gas, and synthetic resin
EP2177588B1 (en) Fluid catalytic cracking process
CA1165332A (en) Production of aromatic hydrocarbons from olefins
EP0127959B1 (en) Olefins from methanol and/or dimethyl ether
RU2284312C1 (ru) Способ получения углеводородов из оксидов углерода и водорода
US7459485B2 (en) Hydrocarbon synthesis process using a hydrocarbon synthesis catalyst and an acidic catalyst
WO2009018722A1 (fr) Procédé de conversion catalytique
CN109762597A (zh) 一种由费托合成油相产品制汽油调和组分的方法
RU2429910C1 (ru) Катализатор и способ совместной переработки низкооктановых углеводородных фракций и алифатических спиртов и/или диметилового эфира
EA007767B1 (ru) Производство олефинов
US7863212B2 (en) Process of catalytic cracking of hydrocarbon
CN101755036A (zh) 用于具有低芳族化合物含量的高柴油收率和/或高丙烯收率的催化裂化工艺
AU2003247995A1 (en) Novel process to upgrade Fischer-Tropsch products and form light olefins
RU2284343C1 (ru) Способ получения высокооктановых бензинов
RU2440189C1 (ru) Катализатор и способ получения высокооктановых бензинов с низким содержанием бензола и дурола
CN101928598B (zh) 一种重油催化裂化集成含氧化合物转化生产汽油和丙烯的方法及系统
WO2011077242A1 (en) Process for the production of fuel components for motor vehicles
CN100537714C (zh) 一种重质油深度裂解催化剂
JP4776287B2 (ja) クリーンガソリン組成物及びその製造方法
JP2005508439A (ja) フィッシャートロプシュ組成物と方法
RU2163624C2 (ru) Способ получения высокооктановых бензиновых фракций и ароматических углеводородов
RU2208624C2 (ru) Способ получения высокооктановых бензиновых фракций и ароматических углеводородов (варианты)
RU2089533C1 (ru) Способ получения углеводородов бензиновых фракций
RU2342354C1 (ru) Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа
CN111073687B (zh) 一种清洁汽油的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100524

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120427

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160524